85263724004

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Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
Ingeniería y Desarrollo
ISSN: 0122-3461
ISSN: 2145-9371
Fundación Universidad del Norte
Aplicación de la distancia de visibilidad
de adelantamiento en carreteras de dos
carriles en Colombia
Pineda Uribe, Beatriz Elena
Aplicación de la distancia de visibilidad de adelantamiento en carreteras de dos carriles en Colombia
Ingeniería y Desarrollo, vol. 37, núm. 2, 2019
Fundación Universidad del Norte
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=85263724004
DOI: 10.14482/inde.37.2.1257
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=85263724004
http://doi.org/
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Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
Ingeniería y Desarrollo, vol. 37, núm. 2,
2019
Fundación Universidad del Norte
Recepción: 03 Noviembre 2018
Aprobación: 28 Abril 2019
DOI: 10.14482/inde.37.2.1257
CC BY
Artículos
Aplicación de la distancia de visibilidad
de adelantamiento en carreteras de dos
carriles en Colombia
Implementation of the sight distance passing on two-lane
roads in Colombia
Beatriz Elena Pineda Uribe 1* beatrizpineda@elpoli.edu.co
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Colombia
Resumen: La Distancia de Visibilidad de Adelantamiento (DVA) requerida para un
tramo de carretera se obtiene de los manuales de diseño geométrico de vías y de
señalización vial de cada país; en Colombia se tienen el Manual de Diseño Geométrico
de Carreteras de 2008 [1] y el Manual de Señalización Vial del 2015 [2] para obtenerla.
El objetivo de este trabajo es aplicar y cotejar las metodologías establecidas en cada uno
de ellos para calcular la DVA requerida y para medir la DVA disponible en planos. Al
comparar estas dos últimas se indican los tramos donde es permitido el adelantamiento
para señalizar el eje de la carretera con línea discontinua.
Cuando se calcula la DVA requerida en cada uno de los manuales de Colombia, se
obtienen valores diferentes. Para entender el efecto de estas diferencias en la señalización
se aplican los valores y la metodología de cada uno de ellos a la carretera Túnel de
Occidente-San Jerónimo, que es una carretera de dos carriles representativa y ubicada en
el departamento de Antioquia (Colombia). Luego de obtener la respectiva señalización
se detectaron vacíos y contradicciones en la reglamentación colombiana de diseño vial
y de señalización.
Palabras clave: adelantamiento, carreteras de dos carriles, demarcación de carriles,
distancia de visibilidad de adelantamiento, maniobra de pasada.
Abstract: e passing sight distance (DVA) required for a stretch of road is obtained
from the geometric design manuals of roads and road signs of each country; in Colombia
there are the road geometric design Manual of the 2008 [1] and e 2015 [2] road signs
Manual to get it. e objective of this paper is to apply and compare the methodologies
established in each one of them to calculate the required dva and to measure the DVA
available in planes. When comparing these last two are indicated the sections where it is
permissible to advance to signal the axis of the road with discontinuous line.
When calculating the required DVA in each one of the Colombian's manuals, different
values are obtained. To understand the effect of these and the differences on road signs,
the values and methodology of each of them are applied to the Tunel de Occidente
Road-San Jerónimo, which is a two-lane representative road and located in Antioquia
department, Colombia. Aer having the respective road sign, gaps and contradictions
were detected In the Colombian regulation of road design and signposting.
Keywords: lane demarcation, overtaking, passing maneuver, passing sight distance, two-
lane roads.
1. INTRODUCCIÓN
En una carretera de dos carriles, los adelantamientos se hacen en el carril
donde circulan los vehículos de sentido contrario. Por lo tanto, es muy
importante que se dispongan de tramos donde se permita adelantar de
http://doi.org/
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
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manera segura, como resultado de un análisis riguroso y que corresponda
con las características geométricas de la vía y los factores propios del
entorno de cada región. Esto previene accidentes de tránsito que ocurren
por causa de los adelantamientos indebidos y permite que los conductores
tengan respeto por las señales de tránsito que encuentran en la vía [3].
Para determinar dónde es posible adelantar se debe obtener la Distancia
de Visibilidad de Adelantamiento (DVA) requerida para una carretera
o para cada tramo de características homogéneas. Según el manual que
se vaya a utilizar, se mide la DVA disponible en los planos y donde esta
última sea mayor que la primera, se demarcará con línea central de carriles
discontinua, indicando que se permite la maniobra.
Para medir la DVA disponible en los planos de una carretera de
dos carriles se debe combinar el alineamiento horizontal con el diseño
de la rasante y todo lo relacionado con la conformación de la sección
transversal, incluyendo obstáculos laterales que puedan impedir la
visibilidad.
En Colombia se tiene el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras
[1], en el cual se obtiene un valor de la DVA requerida según la velocidad
específica a la que se realiza la maniobra y se explica el procedimiento para
medir la DVA disponible en planos de planta y perfil. También se tiene el
Manual de Señalización Vial [2], en el que se obtiene la DVA requerida
según la velocidad de diseño de la carretera, si es nueva, o según la
velocidad de operación, si la vía ya está en funcionamiento. Los dos valores
de DVA requerida son diferentes para una misma carretera. Mediante
revisión bibliográfica internacional se evidenció que esta situación se
presenta en algunos países que tienen los dos manuales, como Alemania,
Australia, Austria, Canadá, España, Estados Unidos, Grecia, entre otros.
Desde la década de los años setenta Weber [4] intenta explicar por
qué los manuales de señalización difieren de los manuales de diseño
geométrico en su indicación de cuál debe ser la DVA que se debe aplicar
en los planos [4].
Aunque las DVA requeridas difieren en cada manual, es de gran
importancia realizar un análisis de la señalización de piso obtenida por
cada uno de estos, como se hizo en la carretera de dos carriles que va desde
la salida del Túnel de Occidente hasta San Jerónimo, en la que se demostró
que esas diferencias son significativas. Es así como este trabajo tiene el
objetivo de conocer con cuál de los dos manuales se proyecta mejor la
señalización de una carretera de dos carriles en Colombia, basados en la
comparación entre los valores requeridos por cada uno para DVA y un
valor obtenido de estudios locales que han medido tiempos utilizados y
rechazados para la maniobra en Colombia y con los cuales obtenemos una
DVA mínima para la vía de estudio.
Al ser el esquema de la American Association of State Highway and
Transportation Officials (AASHTO) de gran referencia para el cálculo
de la DVA, se presenta en este artículo, con algunas de las modificaciones
que le han realizado investigadores. También se presentan varios métodos
utilizados para aplicar la DVA a los planos de una carretera de dos carriles
con el fin de determinar los tramos donde es posible adelantar, y en
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particular los establecidos por lo manuales de diseño vial y de señalización
en Colombia.
2. MARCO TEÓRICO
La distancia de visibilidad de adelantamiento(DVA) es la longitud
continua de visibilidad de carretera que necesita un conductor para
invadir el carril de sentido contrario, sobrepasar un vehículo lento que
circula en el mismo sentido y regresar a su carril sin colisionar con un
vehículo de sentido opuesto, asumiendo que este último es visto en el
momento que se invade el carril de sentido contrario [3].
La distancia de visibilidad de adelantamiento necesaria para realizar
la maniobra depende directamente de la velocidad a la cual circulan
los vehículos implicados; para una velocidad de circulación mayor, se
necesitará una DVA mayor [3].
A. Importancia de la distancia de visibilidad de adelantamiento
En Colombia y en otros países del mundo, el tema del adelantamiento
en carreteras de dos carriles está directamente relacionado con las altas
cifras de accidentalidad y es una de las principales causas enunciadas en los
informes de siniestralidad del transporte; algunas de ellas son: adelantar
invadiendo vía, adelantar en curva y adelantar en zona prohibida.
En las vías sin posibilidades de adelantar, los conductores se arriesgan a
sobrepasar a un vehículo que circula a menor velocidad, en una distancia
corta que no es adecuada, ocasionando accidentes o realizando maniobras
inseguras. No es fácil identificar las causas de los accidentes relacionados
con las maniobras de adelantamiento indebidos. Además de choques
frontales, pueden producirse accidentes por otras causas, como salidas
de la vía, invasión de carril, entre otros, existiendo por tanto distintas
tipologías [5] que se relacionan con los adelantamientos en zonas no
adecuadas. Pese a que la frecuencia de los accidentes asociados a maniobras
de adelantamiento sea inferior a la de otros tipos de maniobra, la gravedad
de los mismos es muy alta, siendo habitual que las consecuencias sean
fatales.
La definición de tramos con adelantamientos permitidos o no influye
también en otras variables del tráfico; se estima en el Manual de
Capacidad y Niveles de Servicio de Colombia [6] que para el cálculo de la
capacidad de una carretera de dos carriles es necesario obtener un factor
de corrección por el porcentaje de zonas de no rebase, que en el caso más
desfavorable, cuando no hay oportunidades de adelantar, la reduce hasta
en un 50 %.
La calidad del flujo vehicular en una carretera de dos carriles se puede
caracterizar mediante el concepto de niveles de servicio del Highway
Capacity Manual [7], en el cual se establece que es necesario que cada
cierta distancia se cumpla con la DVA requerida para que se provean
opciones de adelantamiento y se tenga un buen nivel de servicio.
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En la medida que la necesidad de adelantar sea satisfecha, el usuario
calificará mejor la circulación en la vía. En consecuencia, la calidad
está estrechamente relacionada con las posibilidades de realizar los
adelantamientos. Facilitar el adelantamiento se puede lograr mediante
distintas alternativas; entre las que se mencionan la disponibilidad de un
trazado que ofrezca condiciones geométricas para realizar la maniobra de
forma segura y oportunidades suficientes, o proveer a la vía de carriles
auxiliares [8].
B. Esquema de la American Association of State Highway and
Transportation Officials (AASHTO) [9] y modificaciones hechas por
algunos investigadores
Se divide la maniobra en cuatro etapas como se indica en la figura 1. Al
sumar sus respectivas distancias, da como resultado la DVA requerida:
Figura 1
Distancia de Visibilidad de Adelantamiento según la AASHTQ
Da: Distancia de visibilidad de adelantamiento, en metros.
D1: Distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción, en
metros.
D2: Distancia recorrida por el vehículo que adelanta durante el tiempo
desde que invade el carril del sentido contrario hasta que regresa a su
carril, en metros. Esta distancia se divide en dos; la primera, desde que el
conductor decide adelantar hasta que se encuentra en el carril de sentido
contrario al lado del vehículo adelantado, su parachoques está al frente del
vehículo adelantado (a) y la distancia (b) desde la posición anterior hasta
que regresa totalmente de nuevo a su carril de circulación.
D3: Distancia de seguridad, una vez terminada la maniobra, distancia
entre el vehículo que adelanta y el vehículo que viene en la dirección
opuesta, en metros.
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D4: Distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido opuesto y
que se asume que es visto por el vehículo adelantante cuando este tiene
su parachoques en frente del parachoques del vehículo adelantado. (Es
estimada en 2/3 de D2).
La división en etapas presentada anteriormente ha servido como base
para que algunos investigadores profundicen en ciertas variables de la
maniobra de adelantamiento.
Polus et al. [10] tuvieron varios hallazgos con implicaciones de
seguridad únicas, refiriéndose al corto avance que se logra por el conductor
al inicio de la maniobra de adelantamiento y el tiempo de reacción del
conductor muy pequeño.
Glennon [11] propuso un modelo para la determinación de las
DVA mínimas, utilizando el mismo esquema de la AASHTO, pero
con supuestos diferentes. El diferencial de velocidad entre el vehículo
adelantante y el adelantado, en su modelo presentado en 1988, se
supone que disminuye con el aumento de la velocidad de diseño; para la
AASHTO se asume de 15 km/h. Esto es realmente contrario a la lógica
del Manual Uniform on Traffic Control Devices (MUTCD), que asume
un aumento del diferencial de velocidad con mayor velocidad de diseño.
Los supuestos y los modelos del MUTCD y de Glennon para calcular
DVA mínima son diferentes, pero el valor mínimo obtenido de DVA
requerida es prácticamente el mismo [12].
Cuando el conductor inicia la maniobra acelera el vehículo al máximo,
con el fin de realizar el adelantamiento en el menor tiempo posible.
Jenkins et al. [13] llegaron a la conclusión de que el aumento de velocidad
del vehículo que adelanta durante la maniobra es menor cuando la
diferencia de velocidad entre los vehículos adelantado y adelantante en el
momento de la aceleración inicial es mayor.
Estudios de maniobras de adelantamiento en el estado de Texas
en los Estados Unidos muestran que los diferenciales de velocidad
no disminuyen a medida que aumenta la velocidad, y sugieren que la
diferencia de velocidad en la corriente del tráfico debe ser mayor que el
valor de 16 km / h (10 mph) asumido por AASHTO [14].
El esquema de la AASHTO es para adelantamientos sencillos; cuando
son adelantamientos dobles, el promedio de la diferencia de velocidades
es mayor, es de 20 a 24 km/h, y la distancia de paso es un 43 % mayor [15].
C. Cálculo de la distancia de visibilidad de adelantamiento
Cada maniobra de adelantamiento es única e irrepetible, debido a las
condiciones particulares de cada una. Factores como la velocidad de los
vehículos implicados, las condiciones físicas de cada vehículo, la ubicación
exacta cuando se inicia el adelantamiento, las condiciones climáticas y del
piso, el tipo de conductor, entre otros factores, hacen que cada maniobra
sea diferente de todas las demás.
Es necesario determinar cuáles variables de las involucradas son
necesarias para establecer un modelo que permita determinar la DVA
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requerida en la carretera para realizar un adelantamiento bajo condiciones
seguras.
Para calcularla DVA se han realizado diferentes investigaciones;
algunas de ellas incluyen grabaciones de maniobras de adelantamientos
con las cuales determinan muy bien los tiempos (o velocidades) que duran
las diferentes etapas de la maniobra.
En un adelantamiento influyen otras variables que están relacionadas
directamente con la carretera, como la pendiente de la vía, la disposición
de las bermas o sus sobreanchos, la señalización que permita o no
el adelantamiento, las obstrucciones laterales, las oportunidades de
adelantar que se tengan cada 5 kilómetros y el volumen vehicular que
circula por ella [16].
Se puede observar que existe un volumen direccional que maximiza
el número de adelantamientos, independientemente de la distribución
de zonas de adelantamiento. El volumen direccional se encuentra entre
400 y 500 veh/h, ligeramente superior al determinado por Romana
[17] y Moreno et al. [18] a partir de observaciones. El número máximo
de adelantamientos y la dispersión en los resultados depende de la
distribución de las zonas de adelantamiento, un aumento de la longitud
de la zona de adelantamiento incrementa el número de adelantamientos
y la dispersión [18].
Se tienen otras variables que dependen de los vehículos implicados
como el tipo de vehículos adelantado y adelantante, si es auto, bus o
camión; la diferencia de velocidades entre ellos, si la maniobra es con o
sin seguimiento, si es simple o doble, entre otras. En este último caso de
adelantamiento a dos vehículos a la vez, Llorca et al. [19] encontraron que
se requiere 2,6 segundos de más para completar la maniobra y 55 metros
adicionales en comparación con el adelantamiento simple.
Existen otras variables involucradas, algunas de ellas más complejas
de valorar, porque están relacionadas con el comportamiento de los
conductores, tales como: la percepción, el carácter agresivo o conservador,
la destreza en la conducción, la capacidad de reacción, el conocimiento de
la vía, el respeto por las señales de tránsito, entre otros [3].
También hay un conjunto de factores externos a la vía, al vehículo y a los
conductores, entre los que se encuentran las condiciones de luminosidad
(diurna y nocturna) o las condiciones meteorológicas [5].
Cada país tiene su normativa en cuanto a los diseños geométricos de
carreteras y de señalización, y en sus respectivos manuales se indica cómo
calcular la DVA requerida para una determinada velocidad. Aunque
algunos países han adoptado el esquema básico de la AASHTO y otros
han hecho adaptaciones propias de cada territorio.
Las normativas de diseño geométrico de carreteras de Colombia han
tenido como referente las especificaciones dadas por la AASHTO; razón
por la cual se adopta en 2008 valores del A Policy on Geometric Design of
Highways and Streets del 2001 para la DVA requerida. Esos valores fueron
obtenidos en Estados Unidos para maniobras de un camión adelantando
otro camión, por lo cual arrojaban unas DVA requeridas muy largas; en
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la versión de 2011 se dan unos valores muy bajos porque corresponden a
un automóvil adelantando otro automóvil.
Cada país ha asumido o medido valores diferentes para el tiempo
percepción-reacción y para la duración de las etapas 2, 3 y 4, según la
división que hace la AASHTO de la maniobra de adelantamiento. Es de
anotar la importancia de algún segundo de más o de menos en la maniobra
de adelantamiento, pues si hablamos de movimiento uniformemente
acelerado, en 1 segundo, a una velocidad de circulación de 60 km/h, se
recorren 16,67 metros.
También hay diferencias entre las DVA requeridas que se calculan en
el manual de diseño geométrico y las del manual de señalización de un
mismo país. Estas diferencias han existido desde la década de los años
70 cuando Weber [4] intenta dar explicación de ellas; diferencias que
persisten en los manuales vigentes.
Dichas diferencias son causadas también por las velocidades para las
cuales se calcula la DVA requerida. El Manual de Señalización Vial de
Colombia establece que debe ser con el percentil 85 de la velocidad,
determinada mediante un estudio de ingeniería de tránsito, o la velocidad
de diseño del sector, para vías nuevas [2], tomando como base los valores
del Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD) 2004
Edition, que son basados en maniobras de camión adelantando camión.
Por su parte, el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras define
que, según la velocidad específica del elemento que se está evaluando, se
calculará la distancia de visibilidad mínima de adelantamiento [1].
D. Medición de la distancia de visibilidad de adelantamiento disponible
Para ubicar las zonas de adelantamiento permitido en la carretera es
necesario medir la DVA disponible, y donde sea mayor que la DVA
requerida, se permitirá la maniobra.
La ubicación precisa de las zonas donde está prohibido el
adelantamiento en las carreteras de dos carriles es necesaria para la
circulación segura de los vehículos y para las investigaciones realizadas por
las partes involucradas en los accidentes de tránsito.
También se necesita identificar las zonas de adelantamiento permitido
cuando una carretera es repavimentada, o cambia su velocidad límite, o
cuando la vegetación del borde de la carretera ha crecido y bloquea las
líneas de visión [20].
Para medir la DVA disponible en planos se requiere definir ciertos
datos y el método que se va a utilizar. A continuación se detalla al respecto:
■ Velocidad de la maniobra.
■ Diseño de la vía: para aplicar la DVA en los planos se requiere toda la
información geométrica del proyecto: el alineamiento horizontal, vertical
y de la sección transversal; además, la información del levantamiento
altiplanimétrico donde se detallen todos los elementos presentes en el
terreno en la zona que afecta la visibilidad de la carretera; también
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las barreras de seguridad, señales de tránsito y demás infraestructura
proyectada.
Altura de los ojos del conductor: debe estar a 1.08 m sobre la superficie
de la carretera. Este valor se basa en un estudio que encontró que el
promedio de las alturas de los vehículos ha disminuido a 1.30 m, con una
disminución comparable en la altura promedio de los ojos a 1.08 m [9]. En
el Manual de Diseño Geométrico de carreteras de 2008 para Colombia,
la altura de los ojos del conductor en el análisis de la longitud mínima de
la curva vertical convexa según el criterio de seguridad, se asume de 1,08
m, y para la evaluación de la visibilidad en perfil 1,10 m.
■ La altura del vehículo en sentido opuesto: este objeto se basa en una
altura del vehículo de 1,33 m, que representa el percentil 15 de la altura
de los vehículos en la población de livianos, menos una tolerancia de 0.25
m, porción de la altura del vehículo que debe ser visible para que otro
conductor reconozca un vehículo como tal [9]. También se consideran
las distancias de visibilidad calculadas con estos valores, adecuadas para
las condiciones nocturnas, porque los rayos de los faros de un vehículo
opuesto generalmente se pueden ver desde una distancia mayor que
durante el día [9]. En el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras se
asume 1,35 m para la altura del vehículo en sentido opuesto. En el caso
del Manual de Señalización Vial, se asume 1,20 m para altura de los ojos
del conductor y altura del vehículo en sentido opuesto [1].
E. Métodos para Medir DVA en planos
La precisión al determinar las DVA disponibles, resultado de la medición
en planos, depende del método empleado. Los métodos más tradicionales
tienen en cuenta las obstrucciones visuales estáticas, como las crestasde las curvas verticales convexas de la misma carretera, los taludes de
corte, los intercambios a desnivel, los objetos laterales, como árboles,
señales de tránsito, construcciones, barreras de seguridad longitudinales,
entre otros. Ninguno de esos modelos considera las combinaciones de
curvas horizontales y verticales, pues trabajan el alineamiento vertical y
horizontal separadamente. Consideran el problema con los obstáculos
estáticos y solo realizan la medición de las DVA disponibles cada cierta
distancia [21].
A continuación se hará una breve descripción de algunos métodos
utilizados para medir en planos las DVA disponibles:
■ Elementos Finitos: al reflexionar sobre el alineamiento natural de las
vías en tres dimensiones, Hassan et al. [21] propusieron un modelo de
elementos finitos para determinar la disponibilidad de la distancia de
visibilidad en tres dimensiones combinando alineamientos horizontales
y verticales. El modelo de elementos finitos muestra flexibilidad para
idealizar la superficie de la vía y las obstrucciones visuales dentro de una
red de elementos finitos con el fin de calcular la DVA disponible en una
condición compleja de carretera [21].
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■ Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008 Invías: Se debe
medir en los planos del diseño geométrico de la vía, la DVA disponible
en cada punto (abscisas cada 20 o 25 metros) y comparar este valor con
la DVA requerida para realizar la maniobra a una determinada velocidad;
si esta última es menor, se indicará que es posible adelantar en esa abscisa.
En planta, cuando la obstrucción se debe a los taludes de las secciones en
corte, se debe dibujar en la planta la línea o traza del talud a un metro con
veintitrés centímetros (1,23 m, promedio entre 1,10 y 1,35 m) [1].
El procedimiento manual consiste en trazar desde el eje del carril en el
punto al cual se le quiere medir la DVA disponible, líneas que vayan hasta
el eje del carril opuesto y que no sean interrumpidas por ningún obstáculo
de los mencionados anteriormente (a lo máximo que sean tangentes a
cualquiera de ellos), así la longitud de la mayor línea de ellas será la DVA
disponible en el punto evaluado [1].
Para la evaluación en perfil se recomienda el empleo de una reglilla
transparente de plástico, de bordes paralelos separados un metro con
treinta y cinco centímetros (1.35 m) a la escala vertical del perfil, con una
línea paralela situada a un metro con diez centímetros (1.10 m) del borde
superior [1].
■ Manual de Señalización Vial 2015: no presenta método para evaluar
las DVA disponibles, presenta valores de la distancia de visibilidad del
sector, teniendo en cuenta el percentil 85 de la velocidad, determinada
mediante un estudio de ingeniería de tránsito, o la velocidad de diseño del
sector, para vías nuevas.
■ Otros métodos: Cuando la carretera ya está construida y se encuentra
en la etapa de señalización, antes de ponerla en funcionamiento se pueden
emplear otros métodos, como caminar sobre la vía para hacer el análisis de
visibilidad directamente en ella o calculando las DVA disponibles a partir
de videologs o fotologs de la carretera [22].
3. SEÑALIZACION DE LA LÍNEA CENTRAL DE LA
CARRETERA
En la carretera se debe indicar que está permitido o prohibido el
adelantamiento por medio de señalización horizontal o vertical. Las
marcas viales del piso en el eje de la vía con línea continua indican
que es prohibida la maniobra y con línea discontinua se indica que está
permitida; así deberá existir demarcación para los dos sentidos viales.
El inicio de una zona de no adelantamiento debe hacerse visible durante
la maniobra para proporcionar una señal similar a la luz amarilla de
advertencia de las señales de tráfico y debe exigir una acción segura y
razonable por parte del conductor.
La longitud mínima de una zona de adelantamiento debe ser de al
menos 400 pies (121,92 m) para cualquier carretera con velocidades de
diseño de 60 mph (96,56 km/h) [20].
El Manual de señalización vial 2015 establece una longitud de
adelantamiento prohibida mínima de acuerdo a la velocidad de operación.
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4. METODOLOGÍA
Se hizo revisión bibliográfica internacional para conocer sobre las
diferencias entre las DVA obtenidas en los manuales de señalización y
en los manuales de diseño geométrico de Alemania, Australia, Austria,
Canadá, España, Estados Unidos, Grecia, México, Reino Unido, entre
otros.
Se revisaron los manuales que contienen procedimientos para evaluar
la DVA en carreteras de dos carriles en Colombia, y se encontraron
diferencias entre ellos.
Con el fin de evaluar si las diferencias entre los manuales colombianos
son significativas en la demarcación final de la carretera, se seleccionó una
vía del orden nacional ubicada en el departamento de Antioquia, Túnel
de Occidente - San Jerónimo, la cual tiene características muy uniformes
durante todo el trayecto, desde su punto inicial a la salida del Túnel
Fernando Gómez Martínez hasta el punto final en el paso por la Quebrada
la Muñoz en el municipio de San Jerónimo, y tiene 19,4 kilómetros, con
curvas horizontales espiralizadas en un terreno montañoso.
La vía consta de dos carriles con berma de 1,30 m a cada lado y cunetas
de 1,00 m. La velocidad de diseño es de 60 km/h, y la pendiente promedio
de la vía es de 7,3 %. Tiene taludes con inclinación entre 45° y 60 ° [23].
En los planos de planta-perfil de esta carretera se aplicó el
procedimiento establecido en el Manual de Diseño Geométrico de
Carreteras 2008 para medir las DVA disponibles; se obtuvo la DVA
requerida para entretangencias y curvas horizontales según este mismo
manual, y así, al compararlas, se obtuvieron los tramos de permitido y
prohibido adelantar.
Como la carretera en estudio se encuentra en funcionamiento, para
aplicar el Manual de Señalización vial, fue necesario medir la velocidad de
operación; para lo cual se escogieron cuatro tramos donde se realizaron
estas medidas en automóviles y se obtuvo el valor del percentil 85 en
cada uno de ellos. Posteriormente se ajustaron estos valores con los datos
tomados con radar en un trabajo de grado de la especialización en vías y
transporte de la Universidad de Medellín [24], y así se obtuvo la DVA.
Con este valor se realizó el análisis de visibilidad, se comparó con el
obtenido por el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, para hacer
recomendaciones sobre la aplicación de estos dos manuales.
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Al aplicar el método del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras
se midieron las DVA disponibles, que a su vez se compararon con
las DVA requeridas obtenidas para este manual y para el Manual de
Señalización Vial, y así finalmente se determinaron los tramos donde es
posible adelantar según cada uno de ellos. Se observan grandes diferencias.
La mayoría de los tramos donde es posible adelantar según este último no
es permitido según el análisis de visibilidad del primero, dado que la DVA
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requerida en el manual de diseño es mucho mayor que el doble de la DVA
requerida por el Manual de Señalización vial.
Cuando se va a obtener el valor de la DVA requerida en el Manual de
Diseño Geométrico es necesario ingresar a la tabla 2.9 con el valor de la
velocidad de la entretangencia horizontal donde se efectúa la maniobra
(VETH); para realizar el análisis de visibilidad en las curvas horizontales
no se encontró un procedimientopara obtener DVA requerida, tal vez
asumiendo que en ellas no se permite adelantar. En este trabajo, dicho
análisis se realizó midiendo la DVA disponible de la misma forma que en
la recta, y para la DVA requerida se utilizaron los valores asignados para la
velocidad específica de la entretangencia horizontal anterior a la curva en
la que se hace la verificación. Otra forma de evaluar la visibilidad en curvas
horizontales podría ser como lo hace el Manual de Diseño Geométrico
para el valor de la flecha (M) con el fin de proveer la distancia de visibilidad
de parada; este mismo análisis puede hacerse con la DVA.
Como en algunas de las curvas no hay obstrucción de visibilidad por
talud de corte, se cumple con la DVA requerida para adelantar, y si al
realizar la verificación en el perfil no hay restricciones, el resultado final es
un tramo en curva horizontal con posibilidad de adelantar. Se debe tener
cuidado con esa visual utilizada para medir la DVA disponible, debido
a que si atraviesa terreno que no pertenece a la zona o derecho de vía
(por ser este de uso privado), se pueden presentar construcciones u otras
obstrucciones en el futuro. Por tanto, no será aconsejable señalizar con
línea continua este tramo.
Los valores de las DVA requeridas que se obtuvieron del Manual de
Señalización vial 2015, para cada uno de los valores del percentil 85 de las
velocidades de los automóviles tomadas a flujo libre, se pueden ver en la
tabla 1.
Tabla 1
Valores de DVA obtenidos en el Manual de Señalización Vial 2015 según velocidades medidas en la vía
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Los valores de las velocidades en descenso presentaron una diferencia
de 1 km/h con los tomados en 2010 por la ingeniera Castillo [24], por
tanto fueron utilizados para obtener la DVA de este manual; para los
datos de ascenso se comparaban y se escogían los datos de mayor valor, que
serían los de la situación más desfavorable. En algunos tramos donde solo
se disponía de los datos de velocidad tomados por la ingeniera Castillo,
estos fueron los utilizados para obtener la DVA requerida según el Manual
de Señalización vial 2015.
Al realizar la verificación de la DVA disponible en los planos de
la rasante, tal como lo exige el procedimiento del Manual de Diseño
Geométrico de Carreteras, dio como resultado unos tramos muy
largos donde es posible adelantar. Lo anterior se presentó porque las
curvas verticales no presentan interferencia de visibilidad por tener una
diferencia de pendientes de entrada y salida muy pequeña, tal como se
aprecia en la figura 2, y en las rectas verticales la tangente es paralela al eje
de la vía y la visual muy extensa, es decir, la DVA disponible es muy larga,
como se aprecia en la tabla 2.
Figura 2
Análisis de la DVA en plano de perfil de la vía Tunel de occidente - San Jerónimo
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Tabla 2
Resultados de la Aplicación de la DVA calculada con el Manual de Diseño
Geométrico de Carreteras 2008 y con el Manual de señalización en la vía de estudio
*La DVA disponible está restringida por el perfil.
Se combinaron los análisis de visibilidad del alineamiento vertical y
horizontal para determinar los tramos donde es posible adelantar según
cada uno de los manuales para el tramo desde km 4 + 000 hasta km
4+500 que tiene VETH = 70 km/h (DVA requerida = 482 m según el
Manual de Diseño Geométrico) y la velocidad de operación medida en
ese tramo fue de 79,65 km /h (DVA requerida de 240 m según el Manual
de Señalización vial). Los resultados se pueden ver en la tabla 2.
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Dado que hay un solo procedimiento para el análisis de visibilidad en
planta y en perfil (el establecido por el Manual de Diseño Geométrico)
y que la altura de los ojos del conductor y del vehículo y la visual de
los conductores con los que se hace la medición, no cambian mucho
entre cada uno de los manuales; las DVA disponibles que se miden en
cada abscisa no tienen diferencias significativas. Es así como la decisión
sobre cuál de los dos manuales es mejor utilizar para proyectar mejor la
señalización de dos carriles en Colombia resulta de la comparación de las
DVA calculadas.
En Colombia, los adelantamientos de autos adelantando autos y autos
adelantando camiones son los más frecuentes. Si se tiene en cuenta el valor
de la brecha crítica hallado en Colombia de 18 segundos para el primer
caso y 15 segundos para el segundo [8], y con estos valores calculamos
DVA mínima o crítica para la velocidad de operación medida en cada
tramo, obtenemos los valores de la tabla 3.
Tabla 3
Comparación de dva requeridas según manuales y estudio colombiano
Al comparar los valores se observa que la DVA, según el Manual de
Diseño Geométrico, es el valor que más se aproxima a los valores de
DVA mínima hallados con la brecha crítica de 15 segundos obtenida
en Colombia para auto adelantando auto y de 18 segundos para auto
adelantando camión [8]. Al analizar el procedimiento para hallar la veth
con la cual se halla la DVA, se ve que la pendiente no es tenida en cuenta,
ni la velocidad de operación. Además, el valor de referencia tomado para
esta comparación a veces está por encima, con máximo 48 metros de
diferencia, y a veces por debajo, con 124 m.
Después de realizar la medición de las DVA disponibles en planos de
planta se propone en las secciones en corte, donde haya interferencia del
talud con la visibilidad, trazar en lugar de la línea o traza del talud a 1,23
m sobre la calzada, como lo define el Manual de Diseño Geométrico de
Carreteras; una línea conformada por los puntos que determinen en cada
abscisa evaluada de la carretera a qué distancia horizontal se encuentra la
obstrucción del talud (S), según su inclinación y considerando altura de
los ojos del conductor de 1,10 m. Esta distancia S es medida desde el fondo
de la cuneta hasta donde se encuentra la interferencia de visibilidad por el
talud, como se indica en la figura 3.
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Figura 3
Propuesta de trazo de la distancia S en la sección transversal de una
abscisa para representar en planta la línea de interferencia del talud
6. CONCLUSIONES
A partir del caso aplicado en la vía de estudio se puede concluir que
ninguno de los dos manuales colombianos es recomendable utilizar para
demarcar el piso en carreteras de dos carriles; esto dadas las grandes
diferencias entre ellos, siendo cada uno un valor muy extremo que no
corresponde con las condiciones de Colombia.
En este estudio se tomó como referencia los tiempos medidos y
calculados por el doctor Víctor Gabriel Valencia Alaix para la maniobra de
adelantamiento en la vía Cali - Popayán, pero es de anotar que en estudio
realizado por el mismo y demás integrantes de la Universidad Nacional de
Colombia sede Medellín se advierte la necesidad de crear para Colombia
un modelo de la maniobra de adelantamiento en carreteras de dos carriles
y, consecuentemente, criterios para su diseño geométrico y señalización
dada su elevada importancia en la seguridad vial [25].
Es de anotar que en la mayoría de las carreteras de dos carriles de
Colombia se presentan diferentes tipos de adelantamientos en los que
el vehículo adelantado y adelantante puede serauto, bus o camión,
presentándose 9 posibles casos. Es por esto que las normas vigentes en
los manuales de señalización y diseño vial no son las adecuadas, dado
que los requerimientos planteados en ellos son los de los manuales de
Estados Unidos, que son medidos para un solo tipo de maniobra, la de
auto adelantando auto en A Policy on Geometric Design of Highways
and Streets del 2001 y la maniobra de camión adelantando camión en el
Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD) 2004 Edition.
Como consecuencia de lo anterior, las diferencias entre los manuales
de diseño geométrico de carreteras y de señalización en Colombia son las
mismas que las presentadas en los respectivos compendios de los Estados
Unidos que han servido de apoyo a los manuales colombianos y que se
evidencian en el numeral C (Cálculo de la Distancia de Visibilidad de
Adelantamiento), por tanto se recomienda incorporar en la normatividad
de Colombia los estudios locales.
En Colombia se han realizado estudios sobre la distancia que requiere
un auto para adelantar a otro, y en algunas carreteras de dos carriles se
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dispone de dicha distancia; por tanto se sugiere permitir solamente este
tipo de adelantamiento y señalizarlo muy bien.
En el diseño del alineamiento vertical de la carretera es más simple
garantizar la distancia de visibilidad de adelantamiento requerida que en
el alineamiento horizontal. Esto se logra con unas longitudes de curva
vertical que satisfagan esta condición. Es de anotar que en el Manual de
Diseño Geométrico de Carreteras de 2008 no se presenta el análisis de las
longitudes mínimas de curva vertical que cumplan con la DVA requerida.
Se recomienda incluir en él los dos casos de análisis al respecto cuando
la longitud de curva vertical es mayor que la Distancia de Visibilidad de
Adelantamiento y cuando es menor.
En curvas verticales cóncavas se encuentra un vacío en cuanto al
procedimiento para medir la DVA disponible en planos de perfil. En
ninguno de los dos manuales colombianos hay información al respecto.
Se debe tener en cuenta que la visibilidad en estas curvas está restringida
en horas de la noche y está limitada por el alcance de las luces del vehículo.
No es posible estudiar el tema de la aplicación de la DVA en planos
de perfil aisladamente de la determinación de las longitudes mínimas de
curva vertical, que permiten el adelantamiento para el diseño geométrico
de carreteras de dos carriles, porque en estos dos análisis hay aspectos
involucrados de la maniobra que son comunes, como la altura de los
ojos del conductor considerada en el Manual de Diseño geométrico de
carreteras (para el primer caso en 1,10 m y en el mismo manual para
el segundo caso utilizan 1,08 m). Es de anotar que en el Manual de
Señalización Vial, la altura de los ojos del conductor es de 1.20 m.
Realizar el análisis de visibilidad de adelantamiento directamente en la
carretera construida tiene muchas ventajas, especialmente la ubicación en
tres dimensiones del proyecto con todos sus elementos tanto de diseño
como del terreno, pero se debe realizar una vez terminada la etapa de
pavimentación de la carretera, porque después requiere de cierre total de
la vía.
REFERENCIAS
[1] Ministerio de Transporte, Manual de Diseño Geométrico de Carreteras,
Bogotá: Invías, 2008.
[2] Ministerio de Transporte, Manual de Señalización vial, Dispositivos
uniformes para la regulación del tránsito en calles, carreteras y ciclorutas de
Colombia. Bogotá: Invías , 2015.
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carretera de dos carriles", Revista Politécnica, vol. 7, n.° 13, pp. 49-62, 2011.
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the light of needs for revision", ITE Journal, vol. 48, n.° 9, pp. 14-18, 1978.
[5] A. M. T. y A. G. Carlos LLorca, "Revisión de criterios de distancia de
visibilidad de adelantamiento", Cuadernos Tecnológicos de la Plataforma
Tecnológica Española de la Carretera (PTC), 2014.
[6] Instituto Nacional de Vías, Manual de Capacidad y Niveles de Servicio.
Popayán: Invías, 1996.
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[7] Transportation Research Board, Highway Capacity Manual, 2010.
[8] V. G. Valencia Alaix , "Tesis doctoral Elaboración de procediemientos
para facilitar el adelantamiento en carreteras convencionales aplicando
simulación", Universitat Politécnica de Valencia, 2016.
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Trasnportation Officials, 2011.
[10] M. L. a. B. F. Abishai Polus, "Evaluation of passing process on two lane
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[11] J. C. Glennon, "New and improved model of passing sight distance on
two-lane highways", Transpotation Research Record, n.° 1195, pp. 132-137,
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[12] G. J. Forbes, "e origin of minimun passing sight distances for no-passing
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Research Board, pp. 12-21, 2005.
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[18] L. E. G. &. K. Moreno Ana Tsui, "Evaluación de medidas de desempeño
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[19] C. LLorca, A. Tsui Moreno & A. García, "Multiple passing maneuvers:
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[20] S. R. Namala & M. J. Rys, "Automated calculation of passing sight
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[21] X. Yan et al., "Evaluation of Dynamic Passing Sight Distance Problem
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Research Board, n.° 1701, pp. 61-67, 2000.
[23] L. A. M. Verdeza, "Trabajo de grado "Aplicación de la DVA en planos de
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Occidente - San Jerónimo". Medellín, 2017.
[24] P. A. C. R. y. J. A. M. Marín, 'Velocidades de Tránsito para carreteras en
Colombia aplicado a la Vía Túnel de Occidente - San Jerónimo ", Tesis de
Especialización en Vías y Transporte, Universidad de Medellín, 2010.
Beatriz Elena Pineda Uribe. Aplicación de la distancia de visibilidad de adelantamiento en carreteras de dos carriles en Colombia
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Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
[25] V. A. Víctor et al., "Revisión de Documentos Técnicos de Carreteras bajo
el Enfoque de la Seguridad Vial", Fondo de Prevención Vial y Universidad
Nacional de Colombia, Medellín, 2012.
Notas de autor
* Correspondencia:
(+57)3197900 ext. 442.